Проблемою для механічних систем автоматизації в минулому було успішне перетворення обертального руху від електричних або механічних двигунів у корисні форми лінійного руху. Проривом у цьому відношенні стала система конвеєрної стрічки, яка стала однією з перших корисних реалізацій перетворення обертового руху в лінійний для використання у виробничому середовищі. Ці системи здатні транспортувати різноманітну сировину та заготовки набагато ефективніше, ніж це можна було зробити раніше за допомогою грубих механічних сил, і надзвичайно корисні у виробничих середовищах.

Сьогодні значні інженерні роботи в галузі перетворення обертового руху дозволили створити різноманітний клас лінійних механічних приводів, які є корисними для широкого спектру передових програм автоматизації. Завдання полягає у виборі відповідного приводу для бажаної функціональності, будь то просто переміщення сировини у виробничому середовищі або створення більш досконалих систем руху, призначених для переміщення інструментів у точні позиції.

Щоб вибрати відповідний лінійний механічний привід, необхідно врахувати деякі важливі параметри, такі як бажана вантажопідйомність або сила тяги та необхідна відстань ходу. Хоча це першочергові міркування, інші, такі як тягар обслуговування, безумовно, також відіграють важливу роль.

Два широко використовувані типи механізованих лінійних приводів розрізняються за механізмами приводу - приводи з ремінним приводом і приводи з кульковим гвинтом. Обидва типи використовуються в подібних типах додатків, але вони суттєво відрізняються за функціями. Кожен тип має унікальні сильні сторони та важливі обмеження, які необхідно ретельно враховувати при виборі приводу.

Актуатори з ремінним приводом

Привід із ремінним приводом працює за тими ж принципами, що й конвеєрна стрічкова система. Ремінна передача перетворює обертовий рух на лінійний за допомогою зубчастого ременя, з’єднаного між двома круглими шківами. Зубчастий ремінь зазвичай виготовляється з армованого волокном еластомеру, але для більш вимогливих застосувань доступно багато інших матеріалів ременя. Ремінь містить зуби, які взаємодіють зі шківами ротора для ефективної передачі крутного моменту та запобігання ковзанню. Ремінна передача укладена в алюмінієвий корпус, а каретка їде зверху, а з’єднання карданного вала зазвичай розташоване перпендикулярно бічній частині приводу.

Актуатори з кульковим гвинтом

Фундаментальний принцип приводу з кульковим гвинтом по суті є вдосконаленням у порівнянні з системою з ходовим гвинтом. У приводах з кульковим гвинтом обертання кулькового гвинта приводить у рух кулькову гайку/каретку через те, що контакт між шпилькою та кульковим гвинтом є, по суті, системою кулькового підшипника, де загартовані сталеві кульки в гайці котяться вздовж доріжки кочення. студ. Подібно до приводу з ремінним приводом, рушійні компоненти приводу з кульковим гвинтом укладені в алюмінієвий корпус, а каретка рухається зверху. На відміну від приводів з ремінним приводом, інтерфейс карданного вала розташований на одній лінії з кульковим гвинтом на кінці приводу.

Сильні сторони та обмеження кожного

Приводи з ремінним приводом, як правило, є кращими для застосувань, які вимагають великих відстаней переміщення, що може бути досягнуто більш економічно ефективним, ніж це можна зробити за допомогою приводу з кульковим гвинтом аналогічної довжини. Крім того, привод з ремінним приводом, як правило, більш ефективний, має менше критичних рухомих частин, що забезпечує меншу трудомісткість обслуговування. Незважаючи на це, достатній натяг ременя є критичним для забезпечення належної передачі крутного моменту, і зазвичай необхідне повторне натягнення ременя під час періодичного обслуговування.

Крім того, кульковий гвинт дуже нагадує систему кулькових підшипників кочення і, таким чином, здатний переносити більші навантаження та досягати більшої сили тяги. З цієї причини приводи з кульковим гвинтом ідеально підходять для застосувань, де може знадобитися висока точність позиціонування великих важких вантажів. Залежно від конкретної конструкції приводу може знадобитися періодичне змащування кулькового гвинта.

Подальше порівняння між двома типами приводів виявляє додаткові недоліки приводу з ремінним приводом, незважаючи на його простоту та ефективність. Для вищих вимог щодо навантаження/тяги потрібні значно товщі ремені. Ремені також чутливі до ударних навантажень, хоча це занепокоєння можна певною мірою пом’якшити шляхом ретельного вибору матеріалів для ременів, які можуть збільшити міцність за рахунок еластичності. Крім того, через вразливість ременя до подовження точність позиціонування кулькових гвинтових приводів має тенденцію бути кращою, ніж у приводів з ремінним приводом. Через це приводи з кульковим гвинтом є кращими для застосувань, які вимагають високого ступеня надійності та повторюваності протягом тривалих періодів часу. Приводи з кульковим гвинтом є кращим вибором для високих вимог до прискорення та високої тяги, оскільки шків ремінного приводу вразливий до ковзання на роторі під такими повторними вимогами.

Підсумовуючи, приводи з кульковим гвинтом є кращим вибором у сферах застосування, де потрібні високі сили навантаження та/або тяги, а також високоточне позиціонування. Однак завдяки своїй високій ефективності та простоті приводи з ремінним приводом залишаються кращим вибором для застосувань із меншими навантаженнями, особливо там, де потрібні вищі швидкості. Приводи з ремінним приводом також можуть бути економічно ефективним рішенням для додатків з великим ходом. Хоча завдання вибору між механічними приводами з ремінним приводом і кульковим гвинтом може здатися складним. На перший погляд, сильні та слабкі сторони кожного дизайну забезпечують чіткий вибір для кожного унікального застосування.